基于毒性表型和基因型的主要冬繁区小麦条锈菌群体遗传分析

摘要：

[目的]明确中国主要冬繁区小麦条锈菌群体毒性结构和遗传多样性,为冬繁区及黄淮海麦区小麦条锈病的防控及小麦抗性基因的合理布局提供参考依据.[方法]从四川盆地、湖北和河南南部等主要冬繁区采集并分离得到 148 个小麦条锈菌菌株,利用中国鉴别寄主和单基因系鉴别寄主进行毒性表型鉴定;并利用17对KASP-SNP引物对菌株进行标记,完成基因型分析.[结果]基于中国鉴别寄主共鉴定出14个已知小种和63个未知致病类型,其中CYR34(16.2%)、G22-14(12.2%)、CYR32(6.8%)、CYR33(5.4%)为优势小种(致病类型);基于单基因系鉴别寄主鉴定得到113个小种(致病类型),其中race1(7.4%)、race2(3.4%)、race3(3.4%)为优势小种(致病类型).贵农 22类群是中国冬繁区小麦条锈菌群体的最大流行类群,供试条锈菌均不侵染携带Yr5和Yr15的单基因系品种.单基因系毒性鉴定及分子标记均显示CYR34 和G22-14的毒性表型及基因型呈现多样化,表明这两个优势小种内部存在高度分化.基于两套鉴别寄主的毒性数据聚类显示,四川盆地与湖北南部条锈菌群体相似,而湖北西北部与河南南部条锈菌群体相似;基于KASP-SNP分子数据的遗传聚类显示,四川盆地、湖北南部条锈菌群体与湖北西北部、河南南部条锈菌群体基因型存在分化;Structure分析显示四川盆地、湖北南部群体主要有2种遗传背景,湖北西北部、河南南部群体主要有一种遗传背景;群体遗传分化分析显示四川盆地条锈菌群体与河南南部条锈菌群体二者Fst值最大,为0.118,遗传差异最大且遗传分化明显;湖北西北部群体与河南南部群体遗传分化程度最小,Fst值为0.010;基因流分析得到湖北西北部群体与河南南部群体之间的Nm值为25.236,Nm＞4,二者存在较大的基因流,湖北西北部和河南南部群体与四川盆地群体之间的Nm值分别为 2.923 和 1.864,均存在较小的基因流;遗传多样性分析结果表明,四川盆地、湖北南部地区条锈菌群体遗传多样性水平均较高,湖北西北部、河南南部条锈菌群体遗传多样性水平较低.上述结论均支持四川盆地、湖北南部群体同湖北西北部、河南南部群体存在遗传分化.[结论]单基因系鉴别寄主能够精准地进行中国小麦条锈菌小种鉴定;中国主要冬繁区的小麦条锈菌群体存在不同来源.

关键词：小麦条锈菌、冬繁区、毒性鉴定、KASP-SNP、群体遗传

所属期刊栏目：56

分类号：S823;R5;S436.421.1

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：2629-2642